Что отвечает за предотвращение нежелательной записи в text секцию?

Question

[djEban]

#define ADDR(ptr) *((volatile unsigned char *) ptr)

void some_fn() {}

int main()
{
    ADDR(&some_fn) = 0;
    return 0;
}

И получаю ошибку "bus error", то есть, как я понял, ЦПУ физически не может туда ничего записать, хотя такой адрес есть.

Comments

[mayton2019]

Сегмент кода нельзя менять. Основы безопасности современных ОС.

Answer 1

[Сергей Соловьев]

Я вижу тут 2 варианта:

1. Адрес функции не выровнен, это и вызывает SIGBUS
2. Тут баг с назначением номеров сигналов и на самом деле тебе поступает SIGSEGV, т.к. адрес неверный

Второе прямо описывается в man'е man 7 signals

BUGS
For example, an invalid memory access that causes delivery of SIGSEGV
on one CPU architecture may cause delivery of SIGBUS on another archi‐
tecture, or vice versa.

Отвечая на твой вопрос, что предотвращает запись в секцию .text - флаги секций. У каждой секции есть свои флаги, которые отвечают за возможности работы с этими секциями.
Для этого можно использовать objdump -h <executable>. В частности, я запустил и вот такой вывод появился для бинарника

14 .plt.sec      00000020  0000000000001060  0000000000001060  00001060  2**4
                  CONTENTS, ALLOC, LOAD, READONLY, CODE
 15 .text         00000118  0000000000001080  0000000000001080  00001080  2**4
                  CONTENTS, ALLOC, LOAD, READONLY, CODE
 16 .fini         0000000d  0000000000001198  0000000000001198  00001198  2**2
                  CONTENTS, ALLOC, LOAD, READONLY, CODE

Можешь заметить, что .text помечен как READONLY

Все-таки можно изменить

Есть системный вызов ptrace, который вообще-то может изменить секцию кода, но проблема в том, что он работает с инструкциями и работать можно только с дочерним процессом. Грубо говоря, выступешь в роли отладчика.
Поэтому можешь считать, что .text не изменить

Comments

[djEban]

Да, я тупанул. Я думал, может есть какой-то механизм на уровне железа, который предотвращает запись в ту или иную область памяти. Но такой механизм выглядит нереальным. Либо это будет что-то типа ПЗУ, либо у кого-то да должен быть доступ, а в нашем случае это ОС.

[15432]

djEban, в смысле нереальным? Во всех относительно крупных процессорах это имеется. В совсем уж продвинутых есть режим XOM (execute only memory), когда код не только писать, но и читать нельзя

[Сергей Соловьев]

djEban, ну, строго говоря, реализация - это микс харда и софта. ОС (софт) помечает эти страницы памяти как readonly, а когда к ним происходит нарушающий доступ (нельзя читать или писать), то MMU/MPU (хард) генерирует сигнал, который обрабатывает ОС (софт). Поэтому трудно эти части разделить - они работают в синергии

[djEban]

15432, очень интересно, спасибо за наводку

[djEban]

Сергей Соловьев, но при этом сама ОС постоянно что-то да записывает в эти участки памяти. Как это тогда работает? ОС в таком случае либо на время выключает состояние readonly или просто игнорирует сигнал? В общем, спасибо за наводку, почитаю про MPU

[Сергей Соловьев]

djEban, на счет того как это реализовано не знаю, не изучал, но одно могу сказать точно - у ОС есть права на все и она может делать все что захочет (как минимум ядро точно)

[jcmvbkbc]

Есть системный вызов ptrace, который вообще-то может изменить секцию кода,

Сергей Соловьев, есть вызов mprotect, прямо предназначенный для изменения защиты регионов памяти.

[Сергей Соловьев]

jcmvbkbc, не знал, спасибо

[djEban]

jcmvbkbc, а это вообще нормально такую функцию предоставлять юзеру?
А окей, там я так понимаю все в пределах твоего процесса

If the calling process tries to access memory in a manner that
violates the protections, then the kernel generates a SIGSEGV
signal for the process.

[jcmvbkbc]

там я так понимаю все в пределах твоего процесса

djEban, да

[jcmvbkbc]

Отвечая на твой вопрос, что предотвращает запись в секцию .text - флаги секций. У каждой секции есть свои флаги, которые отвечают за возможности работы с этими секциями.

Сергей Соловьев, это не совсем так. Флаги секций нужны во время статической линковки, чтобы поместить секцию в соответствующий сегмент. Вот флаги сегментов говорят загрузчику с каким доступом нужно мэппить сегменты ELF-файла в память. readelf -l их удобно показывает, вместе с таблицей соответствия секций сегментам.

Answer 2

[15432]

Если это микроконтроллер, то код вполне может находиться в read-only памяти - на флешке ПЗУ, запись в которую нельзя выполнить просто по указателю.
В иных случаях за это отвечает модуль MPU (memory protection unit), который кто-то в системе настраивает.

Answer 3

[Wataru]

Память помечена, как read-only.